针对目前船用稀薄燃烧天然气发动机燃料喷射方式缺少实现更大的燃气量调控范围和混合气变化模式的问题，本文利用CONVERGE软件进行三维仿真模拟的方法，研究了以单点喷射和多点喷射组合的复合喷射系统的燃烧及排放特性。结果表明：30%单点喷射和70%多点喷射的喷射比例模式缸内最大燃烧压力为5.55MPa,相比于原机4.55MPa增加21.98%、峰值相位更靠近上止点，且其燃烧室内部湍动能更大，温度较高,燃烧效果更好。综合来看，在所设置的4组喷射比例模式中，30%单点喷射和70%多点喷射的喷射比例模式燃烧性能更优越,更有利于天然气发动机稀薄燃烧。

本文研究基于混合动力技术的割草机，动力系统采用“串联式”混合动力系统，分析了混合动力割草机的实际工作工况，总结出割草机的三种工作模式，并且根据其制定出基于规则的能量管理策略。同时，电池荷电状态（SOC）作为表征电池剩余电量以及制定能量管理策略的重要参数，为实现对电池SOC的准确估计，提出了基于BP神经网络的混合动力割草机电池SOC估计方法。首先依据经典BP神经网络算法，建立了电池SOC估计神经网络模型；通过放电实验，将得到的样本数据导入神经网络模型中训练和测试。分析结果表明，所建立神经网络可以较为准确地估计电池SOC，估计误差总体小于4%。

为探究主燃室中在不同条件下点火室射流对甲醇燃烧的影响规律，本文利用可视化试验平台，对不同点火室当量比和孔径下天然气射流引燃甲醇过程进行了研究，采用阴影法记录并分析了点火室射流现象以及对主燃室燃烧的影响。研究表明：在当量比为1.3时，着火效果最佳，当量比的提升或减小都会弱化射流引燃效果；随着点火室喷孔直径增大，射流引燃方式由射流湍动能引燃变为射流火焰引燃，滞燃期减小，但会导致着火点减少，增加燃烧持续期。

氢燃料电池发动机（FCE）清洁、高效、可持续并已在多领域应用，积极响应了国家“碳达峰、碳中和”的国家环保战略，但现有FCE的匹配设计以平原工况为主，对高海拔工况的低气压、低温、氧气稀薄等造成的燃料电池输出性能影响研究较少。因此，本文研究分析了高海拔工况对燃料电池的影响，并通过Cruise M建模仿真分析了0~4000m海拔变化对燃料电池影响。结果表明，随海拔增加空压机需补偿空气流量才能维持FCE功率稳定，在FCE低功率区间，空压机运行点渐进入喘振区间，在FCE高功率区间，空压机运行点逐渐进入高压比区直至超出空压机能力，即空气子系统匹配余量不足，30kW额定值、40kW峰值点仿真分析时，燃料电池发动机因高海拔供气量不足，输出性能“衰减”。本文最后提出了减小燃料电池在高海拔工况运行时的性能衰减优化建议，为燃料电池发动机在高海拔场景或高原地区的设计和推广使用提供参考。

本文针对缸内直喷汽油机下的不同进排气正时下的换气过程，燃烧过程和微粒排放进行了分析。研究结果发现三种气门策略均能够增加缸内残余废气，对比三种气门正时策略对性能的影响发现，相比单进气和单排气策略，进排气门正时策略能够进一步降低泵气损失达15.6%并能够获得更好的燃油消耗率和微粒排放，与原机相比节油率达8.15%， 核态和积聚态微粒排放得到改善，微粒总数降低89.43%。

颗粒捕集器（DPF）是降低柴油机尾气颗粒排放的重要技术手段。润滑油燃烧形成的灰分会沉积在DPF内部，从而对DPF的工作性能产生影响。本文基于燃烧器颗粒快速加载与SEM/EDX表征设备，并将分形理论应用于DPF灰分微观形貌的分析，得到不同润滑油添加剂调和的试验用油燃烧生成的灰分分形维数数值，研究了不同组分润滑油对灰分发生烧结、堵塞和桥接现象的影响。结果表明，Mg基添加剂灰分的分形维数高于Ca基添加剂灰分，更容易在加载过程中在 DPF入口通道内发生堵塞、烧结甚至灰分桥接的现象。

通过准确的估计锂离子电池的荷电状态（State of charge，SOC）和健康状态（State of health）能够及时地了解电池续航里程和老化情况，防止因电池老化而发生热失控等安全问题，提高混合动力汽车等新能源汽车的安全性。考虑电池的内部老化，使用多时间尺度的自适应扩展卡尔曼滤波（MAEKF）算法对锂离子动力电池SOC-SOH进行估计，提高估计精度。分别建立一阶和二阶RC等效电路模型，利用带遗忘因子的递推最小二乘法进行模型的参数辨识，在小时间尺度上进行SOC等电池状态的估计，在大时间尺度上进行SOH等电池参数的估计，并对算法进行验证。结果表明，MAEKF算法能够有效的实现SOC-SOH的协同估计，并相比于一阶MAEKF算法，二阶MAEKF算法的估计精度更高，对SOC估计最大均方误差为1.83%，最大估计误差为4.29%，对SOH的均方误差为1.73%，最大误差为8.55%。

本文基于混合动力在乘用车上的应用与发展趋势，对市场上主流混合动力系统发展现状和主要企业混合动力结构策略的差异做了分析和解读。结合某款混合动力车型的主要工况的控制策略与NVH数据分析，明确了混合动力NVH的影响因素。通过研究混合动力系统怠速、启停、暖机催化起燃、加速行驶、驾驶巡航、滑行能量回收等工况充分评估NVH风险。混合动力系统要优化在行驶工况中发动机频繁启动带来的突兀感，优化加速工况发动机扭矩较高带来的发动机轰鸣声和敲击声，优化车辆制动滑行工况电机大扭矩能量回收的电机啸叫，优化发动机噪声源和传递路径。另因国内消费者对乘用车NVH性能要求非常高，控制混合动力系统噪声的同时，还要控制风噪声和轮胎噪声。

混合动力优异的经济性得到了消费者的认可，近年来混合动力销量火爆。但混合动力汽车的工况复杂多变，给发动机噪声带来了新的挑战，特别是定置充电工况的噪声问题更加突出。本文通过对定置充电工况的燃烧噪声分析、轴系的匹配、总成的模态分析等，验证了各因素对主要的频段为300Hz-500Hz，敲击声频次为0.5阶咚咚声的影响。通过充电负荷优化，预催支架结构模态优化，可以显著的降低定置充电工况下的燃烧噪声。

能量管策略是混合动力汽车控制系统的核心策略，目的是降低整车能耗。本文研究了基于导航信息的混动能量管理优化策略，整车控制器根据接收到的实时交通流信息，如通行距离、通行时间、拥堵状态等，动态实时优化目标SOC曲线，并基于等效燃油消耗最小算法计算发动机和电机的扭矩，达成智慧调节电量的目的。试验结果显示，在拥堵工况下，基于导航的混动能量管理策略可降低能耗10%~20%。